CN110419150B - 发电设备及发电设备的运转方法 - Google Patents

发电设备及发电设备的运转方法 Download PDF

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Abstract

发电设备具备：设备机器；交流电动机，其用于使所述设备机器起动；至少一个直流电源；以及第一逆变器，其在所述至少一个直流电源与所述交流电动机之间、且所述至少一个直流电源与电力系统之间设置，所述第一逆变器构成为能够将来自所述至少一个直流电源的直流电力转换为交流电力，并且将该交流电力选择性地向所述交流电动机或所述电力系统供给。

Description

发电设备及发电设备的运转方法
技术领域
本发明涉及发电设备及发电设备的运转方法。
背景技术
作为电力系统的电源，有时使用直流电源。
例如，在专利文献1中公开了一种电力供给系统，在该电力供给系统中，包括光伏面板及蓄电池的直流电源通过作为连接点的集合的DC耦合而捆束，并经由逆变器与商用电力系统连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/114422号
发明内容
发明要解决的课题
但是，发电设备的设备机器的一部分(例如燃气轮机、发动机、锅炉供水泵等)在起动时由交流电动机驱动。以这样的设备机器的起动为目的的交流电动机经由逆变器接受任意频率的交流电力的供给而能够调整转速。
然而，在设备机器的通常运转时，由于不需要向起动用的交流电动机进行电力供给，因此用于向起动用的交流电动机供给电力的逆变器的运行率低，因此存在难以回收逆变器的设置成本这样的问题。
关于这一点，在专利文献1中，未公开能够以低成本实现向用于使发电设备的设备机器起动的交流电动机供给电力的结构。
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供能够以低成本向设备机器的起动用的电动机供给电力的发电设备及发电设备的运转方法。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式的发电设备具备：
设备机器；
交流电动机，其用于使所述设备机器起动；
至少一个直流电源；以及
第一逆变器，其在所述至少一个直流电源与所述交流电动机之间、且所述至少一个直流电源与电力系统之间设置，
所述第一逆变器构成为能够将来自所述至少一个直流电源的直流电力转换为交流电力，并且将该交流电力选择性地向所述交流电动机或所述电力系统供给。
根据上述(1)的结构，能够通过第一逆变器将来自直流电源的直流电力转换为交流电力，并将该交流电力选择性地向交流电动机或电力系统供给，因此，能够将来自第一逆变器的直流电力在设备机器起动时向交流电动机供给，在设备机器起动以外时向电力系统供给。这样，通过使用于向设备机器起动用的电动机供给电力的逆变器与用于以与向该电动机供给的电力不同的规定频率向电力系统供电的逆变器共用，从而能够降低逆变器的设备成本。因此，能够以低成本向设备机器的起动用的电动机供给电力。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，
所述发电设备还具备：
第一开闭器，其用于切换所述第一逆变器与所述电力系统的连接状态；
整流器，其在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器及所述第一开闭器并联设置，用于将来自所述电力系统的交流电力转换为直流电力；以及
第二开闭器，其在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器和所述第一开闭器并联设置，用于切换所述整流器与所述电力系统的连接状态，
所述至少一个直流电源包括构成为接受来自所述整流器的直流电流的二次电池或电化学式燃料生成发电装置。
根据上述(2)的结构，能够经由第一逆变器将来自直流电源的电力向电力系统供给，并且，例如在电力需求不大的时间段等不将来自直流电源的电力向电力系统供给时，能够将来自电力系统的电力经由整流器向二次电池或电化学式燃料生成发电装置供给，以进行蓄电或燃料生成。因此，能够根据电力需求等高效地运转发电设备。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，
所述发电设备具备：
交流发电机，其构成为由作为所述设备机器的原动机驱动，能够与所述电力系统相连；以及
整流器，其设置于所述直流电源与所述交流发电机之间，用于将来自所述交流发电机的交流电力转换为直流电力，
所述至少一个直流电源包括构成为接受来自所述整流器的直流电力的二次电池或电化学式燃料生成发电装置。
根据上述(3)的结构，能够将由设备机器驱动的交流发电机所生成的电力向电力系统供给。另一方面，在使交流发电机从电力系统解列时，能够将来自交流发电机的电力经由整流器向二次电池或电化学式燃料生成发电装置供给，以进行蓄电或燃料生成。例如，能够利用设备机器(原动机)停止时的再生能量，来进行蓄电或燃料生成。因此，能够根据电力需求等高效地运转发电设备。
(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)中任一个结构的基础上，
所述发电设备具备在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器并联设置的第二逆变器，
所述第二逆变器构成为，在所述第一逆变器向所述交流电动机供给交流电流的期间，将来自所述直流电源的直流电力转换为交流电力并向与所述交流电动机不同的电力需求部供给。
根据上述(4)的结构，例如即使在由于停电等而不供给来自电力系统的电力的情况下，也能够经由相互并联设置的第一逆变器及第二逆变器，向设备机器起动用的交流电动机及发电设备的运转所需的电力需求部(例如控制设备等)供给各自不同频率的交流电力。因此，即使在不供给来自电力系统的电力的情况下，也能够向交流电动机及电力需求部适当地供给电力，使设备机器适当地起动。
(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一个结构的基础上，
所述发电设备具备交流发电机，该交流发电机构成为由作为所述设备机器的原动机驱动，并与所述电力系统相连，
所述交流发电机构成为作为用于使所述原动机起动的所述交流电动机发挥功能。
根据上述(5)的结构，能够将由设备机器(原动机)驱动的交流发电机作为用于使该设备机器(原动机)起动的交流电动机使用，因此能够降低设备成本及设置面积。
(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一个结构的基础上，
所述发电设备具备交流发电机，所述交流发电机构成为由作为所述设备机器的原动机驱动，并与所述电力系统相连，
所述交流发电机构成为被供给来自所述直流电源的直流电力以作为该交流发电机的励磁电力。
根据上述(6)的结构，除了能够向电力系统或交流电动机(限于设备机器的起动时。)供给来自直流电源的直流电力以外，也能够在设备机器运转时向由设备机器(原动机)驱动的交流发电机供给来自直流电源的直流电力作为励磁电力。因此，能够降低发电设备的设备成本及设置面积。
(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一个结构的基础上，
将所述交流发电机兼用作所述交流电动机。
根据上述(7)的结构，将由设备机器(原动机)驱动的交流发电机兼用作使该设备机器(原动机)起动的交流电动机，因此能够降低设备成本及设置面积。
(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一个结构的基础上，
所述设备机器包括燃气轮机，
所述交流电动机构成为对所述燃气轮机进行驱动。
为了使燃气轮机适当地起动，需要将用于使燃气轮机起动的交流电动机的转速从零开始逐渐增加。
关于这一点，根据上述(8)的结构，在燃气轮机起动时，能够经由第一逆变器在使交流电流的频率从零开始逐渐增加的同时将交流电流向电机供给，并且除了燃气轮机起动以外时，经由第一逆变器将交流电流以规定频率向电力系统供给。因此，能够在降低设备成本的同时向设备机器起动用的电动机及电力系统高效地供给电力。
(9)在几个实施方式中，在上述(8)的结构的基础上，
所述至少一个直流电源包括燃料电池，该燃料电池包括阳极、构成为被供给含有二氧化碳的气体的阴极、以及构成为使源自所述二氧化碳的碳酸根离子从所述阴极向所述阳极移动的电解质，
所述阴极构成为被供给来自所述燃气轮机的废气以作为所述含有二氧化碳的气体。
根据上述(9)的结构，能够使用由燃料电池生成的直流电力进行燃气轮机的起动及向电力系统的电力供给，并且能够使用燃料电池回收来自燃气轮机的废气所包含的二氧化碳。因此，能够高效地运转发电设备。
(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(9)中任一个结构的基础上，
所述发电设备还具备相对于所述至少一个直流电源并联设置的电化学式燃料生成装置。
根据上述(10)的结构，通过向相对于直流电源并联设置的电化学式燃料生成装置供给直流电力，从而能够通过该电化学式燃料生成装置生成燃料。因此，能够高效地运转发电设备。
(11)本发明的一实施方式的发电设备的运转方法中，
所述发电设备包括设备机器、交流电动机、至少一个直流电源、以及第一逆变器，所述第一逆变器在所述直流电源与所述交流电动机之间、且所述直流电源与电力系统之间设置，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
通过所述至少一个直流电源生成直流电力；
通过所述第一逆变器将所述直流电力转换为交流电力；
从所述第一逆变器向所述交流电动机供给交流电力，以使所述设备机器起动；以及
在所述设备机器起动后，所述设备机器的运行中，从所述第一逆变器向所述电力系统供给交流电力。
根据上述(11)的方法，通过第一逆变器将来自直流电源的直流电力转换为交流电力，将来自第一逆变器的直流电力在设备机器起动时向交流电动机，在设备机器起动以外时向电力系统供给。这样，通过使用于向设备机器起动用的电动机供给电力的逆变器和用于以与向该电动机供给的电力不同的规定频率向电力系统供电的逆变器共用，从此能够降低逆变器的设备成本。因此，能够以低成本向设备机器的起动用的电动机供给电力。
(12)在几个实施方式中，在上述(11)的方法的基础上，
所述发电设备还包括在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器并联设置的整流器，
所述至少一个直流电源包括二次电池或电化学式燃料生成发电装置，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
在所述设备机器的运行中，通过所述第一逆变器将来自所述至少一个直流电源的直流电力转换为交流电力，并将该交流电力向所述电力系统供给；以及
当在所述电力系统中电力需求降低至规定值以下时，通过所述整流器将来自所述电力系统的交流电力转换为直流电力，并将该直流电力向所述二次电池或所述电化学式燃料生成发电装置供给。
根据上述(12)的方法，能够经由第一逆变器将来自直流电源的电力向电力系统供给，并且例如在电力需求不大的时间段等不将来自直流电源的电力向电力系统供给时，能够将来自电力系统的电力经由整流器向二次电池或电化学式燃料生成发电装置供给，以进行蓄电或燃料生成。因此，能够根据电力需求等高效地运转发电设备。
(13)在几个实施方式中，在上述(11)或(12)的方法的基础上，
所述发电设备具备：交流发电机，其由作为所述设备机器的原动机驱动，并且与所述电力系统相连；以及整流器，其设置于所述直流电源与所述交流发电机之间，
所述至少一个直流电源包括二次电池或电化学式燃料生成发电装置，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
使所述交流发电机从所述电力系统解列；以及
在使所述交流发电机解列之后，在直至所述原动机停止为止的期间，将来自所述交流发电机的再生电力经由所述整流器向所述二次电池或所述电化学式燃料生成发电装置供给。
根据上述(13)的方法，能够将由设备机器驱动的交流发电机所生成的电力向电力系统供给。另一方面，在使交流发电机从电力系统解列时，能够将来自交流发电机的电力经由整流器向二次电池或电化学式燃料生成发电装置供给，以进行蓄电或燃料生成。例如，能够利用设备机器(原动机)停止时的再生能量来进行蓄电或燃料生成。因此，能够根据电力需求等高效地运转发电设备。
(14)在几个实施方式中，在上述(13)的方法的基础上，
所述至少一个直流电源包括二次电池，
所述发电设备的运转方法还包括如下步骤：
在所述设备机器的运行中，在所述二次电池中维持所述再生电力量的空置容量。
根据上述(14)的方法，由于在设备机器的运行中，在二次电池中维持再生电力量的空置容量，因此在设备机器停止的情况下，能够将设备机器的再生电力回收到二次电池。
(15)在几个实施方式中，在上述(11)至(14)中任一个方法的基础上，
所述发电设备包括在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器并联设置的第二逆变器，
所述发电设备的运转方法还包括如下步骤：
在所述第一逆变器为了所述设备机器的起动而向所述交流电动机供给交流电流的期间，通过所述第二逆变器将来自所述直流电源的直流电力转换为交流电力并将该交流电力向与所述交流电动机不同的电力需求部供给。
根据上述(15)的方法，例如在由于停电等而不供给来自电力系统的电力的情况下，也能够经由相互并联设置的第一逆变器及第二逆变器，向设备机器起动用的交流电动机及发电设备的运转所需的电力需求部(例如控制设备等)供给各自不同频率的交流电力。因此，即使在部供给来自电力系统的电力的情况下，也能够向交流电动机及电力需求部适当地供给电力，使设备机器适当地起动。
(16)在几个实施方式中，在上述(11)至(15)中任一个方法的基础上，
所述至少一个直流电源包括二次电池，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
在所述设备机器的运行中，维持在所述二次电池中蓄积有所述设备机器的起动所需量的电力的状态。
根据上述(16)的方法，在设备机器的运行中，维持在二次电池中蓄积有设备机器的起动所需量的电力的状态，因此即使由于停电等而无法接受来自电力系统的电力供给的情况下，也能够再次起动设备机器。
(17)在几个实施方式中，在上述(16)的方法的基础上，
所述至少一个直流电源还包括与所述二次电池不同的一个以上的电源，
在所述维持的步骤中，为了成为在所述二次电池中蓄积有所述设备机器的起动所需量的电力的状态，从所述一个以上的电源向所述二次电池供给电力。
根据上述(17)的方法，通过从一个以上的电源向二次电池供给电力，从而能够维持在二次电池中蓄积有设备机器的起动所需量的电力的状态。因此，即使在由于停电等而无法接受来自电力系统的电力供给的情况下，能够再次起动设备机器。
(18)在几个实施方式中，在上述(17)的方法的基础上，
所述一个以上的电源包括太阳能电池，
所述发电设备的运转方法还包括如下步骤：
预测所述太阳能电池的发电电力；以及
基于所述预测的步骤中的预测结果，确定所述维持的步骤中的从所述太阳能电池向所述二次电池供给的电力供给量。
根据上述(18)的方法，从太阳能电池向二次电池供给基于太阳能电池的发电电力的预测结果而确定的量的电力，以维持二次电池中的蓄电量。由此，即使在由于停电等而无法接受来自电力系统的电力供给的情况下，也能够更可靠地再次起动设备机器。
(19)在几个实施方式中，在上述(11)至(16)中任一个方法的基础上，
所述至少一个直流电源包括二次电池、以及与所述二次电池不同的一个以上的电源，
在使所述设备机器起动的步骤中，相对于在所述二次电池中蓄积的直流电力，优先使来自所述一个以上的电源的直流电力经由所述第一逆变器向所述交流电动机供给。
根据上述(19)的方法，相对于在二次电池中蓄积的直流电力，优先使来自与二次电池不同的电源的直流电力向交流电动机供给，因此，能够使用更低容量的二次电池使设备机器起动。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，提供一种能够以低成本向设备机器的起动用的电动机供给电力的发电设备及发电设备的运转方法。
附图说明
图1是一实施方式的发电设备的概要结构图。
图2是一实施方式的发电设备的概要结构图。
图3是一实施方式的发电设备的概要结构图。
图4是一实施方式的发电设备的概要结构图。
图5是用于说明一实施方式的发电设备的运转方法的图。
图6是用于说明一实施方式的发电设备的运转方法的图。
图7是用于说明一实施方式的发电设备的运转方法的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是简单的说明例。
以下，作为本发明的几个实施方式，对具备燃气轮机作为设备机器的发电设备进行说明。其中，本发明的发电设备的设备机器只要是由交流电动机起动的机器，就没有特别限制，例如，也可以是发动机或锅炉供水泵等。
图1～图3是一实施方式的发电设备的概要结构图。如图1～图3所示，发电设备1具备作为设备机器的燃气轮机2、用于使燃气轮机2(设备机器)起动的交流电动机4、至少一个直流电源6(直流电源6a～6d；以下有时统称为直流电源6)、以及第一逆变器8。
发电设备1与电力系统12能够连接，能够从发电设备1所包含的发电装备向电力系统12供给电力，或者从电力系统12向发电设备1接受并供给电力。在发电设备1与电力系统12之间设置有开闭器13及变压器14，通过开闭器13切换发电设备1与电力系统12的连接状态，并且通过变压器14调整在发电设备1与电力系统12之间供给、或接受并供给电力时的电压。
设备机器经由旋转轴3与起动用的交流电动机4连结，并构成为通过利用交流电动机4驱动旋转轴旋转而起动。设备机器除了是图1～图3所示的燃气轮机2之外，也可以是发动机或锅炉供水泵等。
设备机器也可以作为驱动发电机的原动机发挥功能。
在图1～图3所示的例示的实施方式中，在燃气轮机2(设备机器)连结有交流发电机5，通过作为原动机的燃气轮机2来驱动交流发电机5。交流发电机5能够与电力系统12相连，通过设置于交流发电机5与电力系统12之间的开闭器34来切换交流发电机5与电力系统12的连接状态。
在图2所示的例示的实施方式中，与燃气轮机2连结的交流发电机5构成为也作为用于使燃气轮机2(驱动交流发电机5的原动机)起动的交流电动机4发挥功能。
交流发电机5例如可以具有与燃气轮机2的旋转轴3连动地旋转的转子绕组(励磁绕组；未图示)和与变压器14连接的定子绕组(电枢绕组；未图示)。在该交流发电机5作为用于生成交流电力的发电机发挥功能的情况下，当向转子绕组(励磁绕组)供给励磁电流时，伴随燃气轮机2的旋转轴3的旋转而在定子绕组(电枢绕组)产生交流电力。另一方面，在交流发电机5作为交流电动机4发挥功能的情况下，当向定子绕组供给交流电流时，与该交流电流相应地产生作用于转子绕组的力而转子绕组旋转，随之，与交流发电机5连结的燃气轮机2的旋转轴3旋转。这样，交流发电机5也能够作为交流电动机4发挥功能。
直流电源6是能够送出直流电力的装置，例如可以包括一次电池、二次电池(蓄电池)、燃料电池或太阳能电池等各种电池。
直流电源6也可以具有接受直流电力以进行蓄电的功能。作为这样的直流电源6的例子，可以列举二次电池(蓄电池)。
或者，直流电源6也可以是具有接受直流电力而生成燃料的功能的电化学式燃料生成发电装置。作为这样的电化学式燃料生成发电装置的例子，可以列举能够通过将水电解而生成氢(燃料)，并且能够消耗氢(燃料)而生成电力的SOEC/SOFC(Solid OxideElectrolysis Cell/Solid Oxide Fuel Cell)。
在图1及图3所示的例示的实施方式中，发电设备1具备二次电池6a、电化学式燃料生成发电装置6b、燃料电池6c、以及太阳能电池6d。另外，在图2所示的例示的实施方式中，发电设备1具备二次电池6a和太阳能电池6d。
如图1及图3所示，在电化学式燃料生成发电装置6b中，也可以设置用于贮存由电化学式燃料生成发电装置6b生成的燃料的燃料贮存部7。
由电化学式燃料生成发电装置6b生成的燃料例如可以向作为直流电源6的燃料电池6c供给，或者也可以向构成燃气轮机2等发电设备1的设备供给。
需要说明的是，在发电设备1中，也可以与直流电源6并联地设置电化学式燃料生成装置16，该电化学式燃料生成装置16构成为接受直流电力而生成燃料。在电化学式燃料生成装置16中，设置有用于对由电化学式燃料生成装置16生成的燃料进行贮存的燃料贮存部17。
由电化学式燃料生成装置16生成的燃料例如可以向作为直流电源6的燃料电池6c供给，或者也可以向构成燃气轮机2等发电设备1的设备供给。
第一逆变器8在直流电源6与交流电动机4之间、且直流电源6与电力系统12之间设置。而且，第一逆变器8构成为能够将来自直流电源6的直流电力转换为交流电力，并且将该交流电力选择性地向交流电动机4或电力系统12供给。
即，在第一逆变器8与交流电动机4之间、以及第一逆变器8与电力系统12之间分别设置有开闭器32及开闭器36(第一开闭器)，通过利用这些开闭器32、36对电路进行开闭，从而能够切换第一逆变器8与交流电动机4的连接状态、以及第一逆变器8与电力系统12的连接状态。
这样，在几个实施方式的发电设备1中，能够通过第一逆变器8将来自直流电源6的直流电力转换为交流电力，并将该交流电力选择性地向交流电动机4或电力系统12供给。因此，能够将来自第一逆变器8的直流电力在燃气轮机2(设备机器)起动时向交流电动机供给，在燃气轮机2(设备机器)起动以外时向电力系统12供给。
例如，在使作为设备机器的燃气轮机2从停止状态起动时，经由第一逆变器8向设备机器起动用的交流电动机4供给交流电力。在此，在燃气轮机2起动时，为了向燃气轮机2赋予惯性能量，需要使燃气轮机2的转速从零开始逐渐增加。因此，需要对向交流电动机4供给的交流电力的频率进行控制，以使交流电动机4的转速从零开始逐渐增加。这样，在第一逆变器8中，对向交流电动机4供给的交流电力的频率进行调整，以向交流电动机4适当地供给适于燃气轮机2的起动的频率的交流电力。
而且，在燃气轮机2的转速上升了一定程度时，向燃气轮机2供给燃料，通过使燃料燃烧而生成的燃烧气体对涡轮赋予旋转力，使燃气轮机2的转速进一步上升。接着，如果燃气轮机2的转速成为与电力系统12的规定频率(例如50Hz或60Hz)对应的转速(例如3000rpm或3600rpm)(即与系统频率同步)，则切断第一逆变器8与交流电动机4的连接，停止从第一逆变器8向交流电动机4供给电力。即，在燃气轮机2起动后，在通常运转时(运行时)，通过燃料的燃烧气体驱动燃气轮机2，因此通常不需要经由第一逆变器8供给的交流电力。
另外，在燃气轮机2起动以外时(例如，燃气轮机2运行中)，无需将来自第一逆变器8的交流电力向设备机器起动用的交流电动机4供给。因此，在第一逆变器8中，例如能够将交流电力调节为电力系统12的规定频率(例如50Hz或60Hz)，并向电力系统12供给。
这样，在上述的实施方式的发电设备1中，通过使用于向设备机器起动用的交流电动机4供给电力的逆变器(第一逆变器8)和用于以与向该交流电动机4供给的电力不同的规定频率向电力系统12供电的逆变器(第一逆变器8)共用，从而能够降低逆变器的设备成本。因此，能够以低成本向燃气轮机2(设备机器)的起动用的交流电动机4供给电力。
另外，以往，作为用于驱动设备机器起动用的电动机的电力，通常使用来自电力系统的电力。关于这一点，在上述的实施方式的发电设备1中，由于从直流电源6供给用于对设备机器起动用的交流电动机4进行驱动的电力，因此即使在电力需求较大时，也能够在不消耗来自电力系统12的电力的情况下使设备机器起动。
需要说明的是，如图1～图3所示，在第一逆变器8与各直流电源6之间，也可以设置用于切断各直流电源6与第一逆变器8的连接状态的开闭器42a～42d(以下有时统称为开闭器42。)。另外，在第一逆变器8与电化学式燃料生成装置16之间，也可以设置用于切换电化学式燃料生成装置16与第一逆变器8的连接状态的开闭器44。
另外，如图2所示，在第一逆变器8与各直流电源6之间，也可以设置用于转换直流电力的电压的DC/DC转换器18a、18d等(参照图2)。另外，虽然未图示，但是也可以在第一逆变器8与电化学式燃料生成装置16(参照图1及图3)之间设置用于转换直流电力的电压的DC/DC转换器。
在几个实施方式中，如图1～图3所示，发电设备1具备整流器10及开闭器38(第二开闭器)。整流器10及开闭器38(第二开闭器)在直流电源6与电力系统12之间相对于第一逆变器8及开闭器36(第一开闭器)并联设置。整流器10构成为将来自电力系统12的交流电力转换为直流电力。另外，开闭器38构成为切换整流器10与电力系统12的连接状态。而且，至少一个直流电源6包括构成为接受来自整流器10的直流电力的二次电池6a或电化学式燃料生成发电装置6b。
通过操作开闭器36(第一开闭器)及开闭器38(第二开闭器)来使第一逆变器8与电力系统12连接，由此能够将来自包括二次电池6a或电化学式燃料生成发电装置6b的直流电源6的直流电力经由第一逆变器8向电力系统12供给。
另外，通过操作开闭器36(第一开闭器)及开闭器38(第二开闭器)来使整流器10与电力系统12连接，由此能够将来自电力系统12的交流电力通过整流器10转换为直流电力，并向包括二次电池6a或电化学式燃料生成发电装置6b的直流电源6供给。
例如，在二次电池6a接受来自整流器10的直流电力的情况下，在二次电池6a中蓄积电力。另外，在电化学式燃料生成发电装置6b接受来自整流器10的直流电力的情况下，在电化学式燃料生成发电装置6b中通过电解生成燃料。
这样，在具备整流器10及开闭器38(第二开闭器)的发电设备1中，例如在电力需求较大的时间段，能够经由第一逆变器8将来自直流电源6的电力向电力系统12供给，并且在电力需求不大的时间段等无需将来自直流电源6的电力向电力系统12供给时，能够将来自电力系统12的电力经由整流器10向二次电池6a或电化学式燃料生成发电装置6b供给，以进行蓄电或燃料生成。因此，能够根据电力需求等高效地运转发电设备1。
在几个实施方式中，如图1～图3所示，发电设备1具备设置于直流电源6与交流发电机5之间的整流器11。整流器11构成为将来自交流发电机5的交流电力转换为直流电力。并且，至少一个直流电源6包括构成为接受来自整流器10的直流电力的二次电池6a或电化学式燃料生成发电装置6b。
需要说明的是，在图1～图3所示的例示的实施方式中，来自交流发电机5的交流电力经由开闭器34及开闭器38流向整流器11。
另外，在图1～图3所示的例示的实施方式中，整流器11与上述的整流器10相同。
这样，在具备整流器11的发电设备1中，在交流发电机5与电力系统12相连时，能够将由作为原动机的燃气轮机2(设备机器)驱动的交流发电机5所生成的电力向电力系统12供给。另一方面，在交流发电机5从电力系统12解列时，能够将来自交流发电机5的电力经由整流器11向二次电池6a或电化学式燃料生成发电装置6b供给，以进行蓄电或燃料生成。例如，在使作为原动机的燃气轮机2(设备机器)停止或减速时，能够利用交流发电机5的转子的惯性能量生成的电力(再生能量)，来进行蓄电或燃料生成。因此，能够根据电力需求等高效地运转发电设备1。
在几个实施方式中，如图3所示，发电设备1具备在直流电源6与电力系统12之间相对于第一逆变器8并联设置的第二逆变器20。第二逆变器20构成为在第一逆变器8向交流电动机4供给交流电流的期间，将来自直流电源6的直流电力转换为交流电力并向与交流电动机4不同的电力需求部22供给。在此，电力需求部22例如也可以是包括发电设备1中的控制装置或泵(润滑油泵或冷却水泵等)等的辅机。
在第二逆变器20与电力需求部22之间，也可以设置用于切换第二逆变器20与电力需求部22的连接状态的开闭器40、以及用于调节向电力需求部22供给的电力的电压的变压器24。
这样，在具备第一逆变器8及第二逆变器20的发电设备1中，例如即使在由于停电等而不供给来自电力系统12的电力的情况下，也能够经由相互并联设置的第一逆变器8及第二逆变器20，向燃气轮机2(设备机器)起动用的交流电动机4、以及发电设备1的运转所需的电力需求部22同时供给各自不同频率的交流电力。因此，即使在不供给来自电力系统12的电力的情况下，也能够向交流电动机4及电力需求部22适当地供给电力，以使燃气轮机2(设备机器)适当地起动。
另外，在燃气轮机2起动以外时(例如，燃气轮机2运行中)，通过使第一逆变器8及第二逆变器20均以规定的系统频率运转，从而能够将来自直流电源6的电力经由第一逆变器8及第二逆变器20向电力系统12供给。因此，能够增大从发电设备1向电力系统12供给的电力供给量。
在几个实施方式中，由作为原动机的燃气轮机2(设备机器)驱动的交流发电机5也可以是同步发电机。在该情况下，也可以向交流发电机5供给来自直流电源6的直流电力作为励磁电力。
例如，在图1～图3所示的例示的实施方式中，也可以经由开闭器46向交流发电机5的励磁绕组(未图示)供给来自直流电源6的直流电力作为励磁电力。
在该情况下，除了能够向电力系统12或交流电动机4(限于设备机器起动时。)供给来自直流电源6的直流电力以外，也能够在燃气轮机2(设备机器)运转时向由作为原动机的燃气轮机2(设备机器)驱动的交流发电机5供给来自直流电源6的直流电力作为励磁电力。因此，能够降低发电设备1的设备成本及设置面积。
图4是一实施方式的发电设备的概要结构图。图4所示的发电设备1包括燃气轮机2作为设备机器，与燃气轮机2连结的交流发电机5被作为原动机的燃气轮机2驱动。另外，交流发电机5也可以作为用于使燃气轮机2起动的交流电动机4发挥功能。图4所示的发电设备1中的各构成设备的连接方式与图2所示的连接方式相同。其中，在图4中，作为直流电源，示出了二次电池6a、电化学式燃料生成发电装置6b、以及燃料电池6c，但也可以包括其他直流电源6(例如太阳能电池6d等)，另外，还可以进一步包括上述的电化学式燃料生成装置16(参照图1及图3)。
在图4所示的发电设备1中，燃料电池6c包括：阳极116；阴极112，其构成为被供给含有二氧化碳的气体；以及电解质114，其构成为使源自所述二氧化碳的碳酸根离子从阴极112向阳极116移动。而且，向燃料电池6c的阴极112供给来自燃气轮机2的废气作为含有二氧化碳的气体。
以下，对图4所示的发电设备1更具体地进行说明。
如图4所示，发电设备1是具备包括燃气轮机2的火力发电装置102和二氧化碳回收系统103的火力发电设备。二氧化碳回收系统103构成为对来自火力发电装置102的废气所包含的二氧化碳(CO2)进行回收。
在图4所示的例示的实施方式中，火力发电装置102是使用燃气轮机2的燃烧气体进行发电的发电装置。在其他几个实施方式中，火力发电装置102也可以是使用由燃料的燃烧生成的燃烧气体或燃烧热进行发电的燃气轮机以外的装置。火力发电装置102例如也可以是包括锅炉或燃气轮机的发电装置、或者燃气轮机复合发电(GTCC)或煤炭气化复合发电(IGCC)等发电装置。
二氧化碳回收系统103构成为对火力发电装置102中的含有燃烧生成气体的废气所包含的CO2进行回收。例如，在火力发电装置102具备包括燃烧器的锅炉或燃气轮机的情况下，二氧化碳回收系统103也可以构成为对来自该锅炉或燃气轮机的废气所包含的CO2进行回收。或者，在火力发电装置102具备用于回收来自燃气轮机等的废气的热量的废热回收锅炉(HRSG)的情况下，二氧化碳回收系统103也可以构成为对来自该废热回收锅炉的废气所包含的CO2进行回收。
在图4所示的例示的实施方式中，火力发电装置102是包括燃气轮机2的火力发电装置。在图4所示的实施方式中，二氧化碳回收系统103构成为对来自燃气轮机2的废气所包含的CO2进行回收。
图4所示的燃气轮机2具备：压缩机202，其用于压缩空气；燃烧器204，其用于使燃料(例如天然气等)燃烧而产生燃烧气体；以及涡轮206，其构成为由燃烧气体驱动而旋转。
从燃料贮存部122向燃烧器204供给燃料(例如天然气)。另外，向燃烧器204送入由压缩机202压缩过的空气，该压缩空气具有作为在燃烧器204中燃料燃烧时的氧化剂的作用。
在涡轮206经由旋转轴3连结有交流发电机5，通过涡轮206的旋转能量驱动交流发电机5而生成电力。在涡轮206中完成工作的燃烧气体作为废气从涡轮206排出。
在图4所示的例示的实施方式中，二氧化碳回收系统103构成为经由燃料电池6c对来自火力发电装置102的废气所包含的CO2进行回收。
燃料电池6c包括阴极112、阳极116、以及配置于阴极112与阳极116之间的电解质114。向燃料电池6c的阴极112供给含有CO2的废气。另外，电解质114构成为使废气中所包含的源自CO2的碳酸根离子(CO3 2-)从阴极112向阳极116移送。
燃料电池6c也可以是使用碳酸盐作为电解质114的熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC：Molten Carbonate Fuel Cell)。作为电解质114所使用的碳酸盐例如可以是碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾等，或者也可以是它们的混合物。
经由阴极入口侧流路170向阴极112供给含有来自火力发电装置102的CO2的废气。
在阳极116经由阳极入口侧流路176及燃料供给管线130连接有用于贮存燃料(天然气等)的燃料贮存部122。燃料贮存部122内的燃料在设置于燃料供给管线130的预备重整器124及设置于燃料电池6c的重整部118等中被重整为氢(H2)，并且经由阳极入口侧流路176供给到阳极116。
在燃料电池6c的阴极112中，来自火力发电装置102的废气所包含的CO2及氧(O2)与电子反应而生成碳酸根离子(CO3 2-)。在阴极112所生成的碳酸根离子在电解质114中朝向阳极116移动。
另一方面，在燃料电池6c的阳极116中，经由阳极入口侧流路176供给的氢(H2)与在电解质114中移动来的碳酸根离子(CO3 2-)反应而生成水(H2O)、CO2及电子。
这样，供给到阴极112的CO2以碳酸根离子的形式在电解质114中从阴极112向阳极116移动，并通过阳极116中的反应而成为CO2。
在阳极116所生成的CO2与H2O及燃料气体的未燃成分(例如CO、H2)一起作为混合气体(阳极116的出口气体)向阳极出口侧流路128流出。流出到阳极出口侧流路128的阳极出口气体是CO2浓度比作为处理对象的废气高的富CO2气体。从阳极116排出的富CO2气体所包含的CO2经由阳极出口侧流路128被回收。向这样经由阳极出口侧流路128被回收的CO2也可以由压缩机150压缩。
但是，燃料的重整反应是吸热反应，通常需要从外部施加热量。因此，如图4所示，可以在重整部118的上游侧设置用于使经由燃料供给管线130供给到重整部118的燃料升温的热交换器126。通过使燃料由热交换器126升温后向重整部118供给，从而能够高效地进行燃料的重整反应。
需要说明的是，在图4所示的实施方式中，热交换器126构成为使从燃料供给管线130向重整部118供给的燃料与阳极116的出口气体(富CO2气体)进行热交换而升温。
熔融碳酸盐型燃料电池在约600℃～700℃左右的高温下动作，从阳极116流出的气体也具有相同程度的高温。因此，根据上述的热交换器126，能够在有效利用燃料电池6c中产生的反应热的同时进行燃料的重整反应。
另外，在图4所示的实施方式中，在阴极入口侧流路170设置有用于使燃料(例如来自燃料贮存部122的燃料)燃烧的燃烧器119。
为了进行燃料电池6c的适当的动作，有时希望所供给的废气温度具有一定程度的高温。在这样的情况下，通过在燃烧器119中使燃料燃烧，利用燃烧热使阴极112的入口侧的废气升温，从而容易使燃料电池6c适当地工作。
在图4所示的例示的实施方式中，在阳极出口侧流路128设置有用于使富CO2气体所包含的CO改性的CO变换反应器120。CO变换反应器120构成为通过与例如水(H2O)的反应将富CO2气体所包含的CO转换为CO2。
通过利用CO变换反应器120使CO转换，从而能够使比CO变换反应器120靠下游侧的阳极出口侧流路128的CO2浓度比CO变换反应器120的上游侧高。由此，能够回收更高纯度的二氧化碳。
另外，在图4所示的例示的实施方式中，在阳极出口侧流路128设置有用于从富CO2气体中分离出CO2的CO2分离器122。通过利用CO2分离器122从富CO2气体中分离CO2，从而能够进一步提高CO2分离器122的下游侧的CO2浓度，能够回收更高纯度的二氧化碳。
需要说明的是，利用CO2分离器122从富CO2气体中分离出CO2后的残余气体所包含的H2或CO等可燃成分也可以经由阳极入口侧流路176向燃料电池6c的阳极116供给。
在几个实施方式中，如图4所示，来自火力发电装置102的废气可以被供给到燃料电池6c的阴极112，并且经由从阴极入口侧流路170分支的旁通流路178被供给到废热回收锅炉140。
图4所示的废热回收锅炉140具备导入来自火力发电装置102的废气的管道(未图示)和设置于管道的热交换器(未图示)。热交换器构成为通过与在管道流动的废气的热交换而生成蒸气。由废热回收锅炉140生成的蒸气被导入蒸汽轮机142，以驱动蒸汽轮机142旋转。另外，在蒸汽轮机142连接有发电机144，发电机144由蒸汽轮机142驱动而旋转，从而生成电力。
在图4所示的例示的实施方式中，在废热回收锅炉140的管道内流动并通过了热交换器的废气从烟囱146排出。
在上述的实施方式的发电设备1中，能够使用由燃料电池6c生成的直流电力进行燃气轮机2的起动及向电力系统12的电力供给，并且能够使用燃料电池6c对来自燃气轮机2的废气所包含的二氧化碳进行回收。因此，能够高效地运转发电设备1。
需要说明的是，如图4所示，可以将由电化学式燃料生成发电装置6b(或未图示的电化学式燃料生成装置16)生成的燃料(氢等)经由燃料供给管线130及阳极入口侧流路176向燃料电池6c的阳极116供给，或者也可以经由未图示流路向燃气轮机2的燃烧器204、或者设置于阴极入口侧流路170的燃烧器119供给。
图5～图7分别是用于说明上述的几个实施方式的发电设备1(例如参照图1～图3)的运转方法的图。需要说明的是，在图5～图7中，省略发电设备1而示出，仅示出发电设备1中的一部分的构成设备(燃气轮机2、交流电动机4、交流发电机5、二次电池6a等)。
另外，在以下的说明中，对将几个实施方式的发电设备1的运转方法应用于至少包括二次电池6a的发电设备1的情况进行说明，但也可以将同样的运转方法应用于包括电化学式燃料生成发电装置6b的发电设备1。需要说明的是，在图5～图7中，二次电池6a中的斜线部表示二次电池6a中蓄积的电力。
图5是表示在作为原动机的燃气轮机2(设备机器)停止时对再生能量进行回收的情况下的发电设备1的运转方法的图。
在燃气轮机2停止时对再生能量进行回收的情况下，首先，使由燃气轮机2(原动机)驱动的交流发电机5从电力系统12解列。接着，在使交流发电机5从电力系统12解列之后，在直至燃气轮机2(原动机)停止为止的期间，将来自交流发电机5的再生电力经由整流器10向二次电池6a供给。
由此，在使作为原动机的燃气轮机2(设备机器)停止或减速时，能够利用使用交流发电机5的转子的惯性能量而生成的电力(再生能量)进行蓄电或燃料生成。
在几个实施方式中，在如上述那样使燃气轮机2停止之前，在燃气轮机2的运行中，在二次电池6a中维持再生电力量的空置容量。
参照图5进行说明，在燃气轮机2的运行中，在二次电池6a中，为了确保再生电力量的空置容量T1，例如在空置容量T1与再生电力量相比过小的情况下，将蓄积于二次电池6a的电力供给到电力系统12等，从而在二次电池6a中确保再生电力量的空置容量T1(S1)。然后，在使交流发电机5从电力系统12解列之后，在直至燃气轮机2停止为止的期间，将来自交流发电机5的再生电力经由整流器10供给到二次电池6a(S2)。
这样，在燃气轮机2(设备机器)的运行中，通过在二次电池6a中维持再生电力量的空置容量T1，在燃气轮机2(设备机器)停止的情况下，能够将由交流发电机5产生的再生电力回收到二次电池。
需要说明的是，在直至燃气轮机2停止为止的期间，也可以在二次电池6a的空置容量低于再生电力量的情况下，从二次电池6a向电力系统12供给电力(S3)。
图6是表示在由于停电等而不供给来自电力系统12的电力等情况下，起动燃气轮机2(设备机器)时的发电设备1的运转方法的图。参照图6进行说明的运转方法如图3所示，在包括二次电池6a的直流电源6与电力系统12之间，以包括相对于第一逆变器8并联设置的第二逆变器20的发电设备1为对象。
在由于停电等而不供给来自电力系统12的电力等情况下，将来自直流电源6的直流电力经由第一逆变器8供给到设备机器起动用的交流电动机4。在将来自直流电源6的直流电力经由第一逆变器8向设备机器起动用的交流电动机4供给的期间，将来自直流电源6的直流电力经由第二逆变器20向上述的电力需求部22(控制装置或泵等；参照图3)供给。
由此，即使在不供给来自电力系统12的电力的情况下，也能够经由相互并联设置的第一逆变器8及第二逆变器20向燃气轮机2(设备机器)起动用的交流电动机4、以及发电设备1的运转所需的电力需求部22同时供给各自不同频率的交流电力。因此，即使在不供给来自电力系统12的电力的情况下，也能够向交流电动机4及电力需求部22适当地供给电力，以使燃气轮机2(设备机器)适当地起动。
在几个实施方式中，在燃气轮机2(设备机器)的运行中，维持在二次电池6a中蓄积有燃气轮机2的起动所需量的电力的状态。
参照图6进行说明，在由于停电等不供给来自电力系统12的电力的情况之前，即，在能够供给来自电力系统12的电力的状态下，为了成为在二次电池6a蓄积有燃气轮机2的起动所需量的电力T2的状态，根据需要，将来自与二次电池6a不同的一个以上的电源(图6所示的例中为太阳能电池6d)的电力向二次电池6a(S12)供给。需要说明的是，为了成为在二次电池6a蓄积有燃气轮机2的起动所需量的电力T2的状态，除了从与二次电池6a不同的一个以上的电源向二次电池6a供给电力以外，也可以将来自电力系统12的电力经由整流器10向二次电池6a供给(S12’)。
由此，维持在二次电池6a中蓄积有燃气轮机2(设备机器)的起动所需量的电力的状态，因此，即使在由于停电等而无法接受来自电力系统12的电力供给的情况下，也能够将蓄积于二次电池6a的电力经由第一逆变器8向交流电动机4供给，从而再次起动燃气轮机2(设备机器)(S13)。
在几个实施方式中，如图6所示，上述的“与二次电池6a不同的一个以上的电源”是太阳能电池6d。而且，预测太阳能电池6d的发电电力，基于该预测结果，在上述的步骤S12中确定从太阳能电池6d向二次电池6a供给的电力供给量。而且，在步骤S12中，将上述那样确定的供给量的电力从太阳能电池6d向二次电池6a供给。
太阳能电池6d的发电电力根据季节、时间、天气等而不同。因此，基于预测的发电电力，确定从太阳能电池6d向二次电池6a供给的电力供给量，并且确定从其他电源(例如，电力系统12、二次电池6a及太阳能电池6d以外的直流电源6等)向二次电池6a供给的电力供给量，由此能够适当地维持二次电池6a中的蓄电量。
例如，在预测为太阳能电池6d的发电电力达到燃气轮机2(设备机器)的起动所需量T2的时间段，从太阳能电池6d向二次电池6a供给电力。
另外，在预测为太阳能电池6d的发电电力未达到燃气轮机2(设备机器)的起动所需量T2的时间段，从太阳能电池6d向二次电池6a供给电力，并且将不足所需量T2的量的电力、例如来自电力系统12的电力经由整流器10向二次电池6a供给。
由此，即使在由于停电等而无法接受来自电力系统的电力供给的情况下，也能够更可靠地再次起动设备机器。
需要说明的是，预测太阳能电池6d的发电电力的方法例如能够通过参照“太阳光发电输出预测技术开发证实事业事后评价报告书”(2015年11月发行，经济产业省产业结构审议会产业技术环境分科会研究开发·技术改革小委员会)的记载内容来得知。
图7是表示包括作为直流电源6的二次电池6a和与二次电池不同的一个以上的电源(图7所示的例中为太阳能电池6d)的发电设备1(参照图1～图3)的运转方法的图。
在几个实施方式中，在通过交流电动机4使燃气轮机2起动时，相比于在二次电池6a中蓄积的直流电力，优先使来自太阳能电池6d(与二次电池6a不同的一个以上的电源)的直流电力经由第一逆变器8向交流电动机4供给。
参照图7进行说明，在通过交流电动机4使燃气轮机2起动时，相比于二次电池6a，优先使来自太阳能电池6d的直流电力经由第一逆变器8向交流电动机4供给(S21)。而且，在来自二次电池6a的电力中，无法提供交流电动机4的起动所需的电力的总量的情况下，从二次电池6a经由第一逆变器8向交流电动机4供给不足量的电力(S22)。
这样，相比于在二次电池6a中蓄积的直流电力，优先使来自与二次电池6a不同的电源(上述的例中为太阳能电池6d)的直流电力向交流电动机4供给，从而能够使用更低容量的二次电池6a使燃气轮机2(设备机器)起动。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加变形的方式、适当地组合这些方式而得到的方式。
在本说明书中，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表达不仅表示严格上该种配置，也表示具有公差、或者以能够得到相同功能的程度的角度、距离相对地位移了的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示物事相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差、或者能够得到相同功能的程度的差的状态。
另外，在本说明书中，四边形状、圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另外，在本说明书中，“具备”、“包含”、或“具有”一构成要素这样的表达不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表达。
另外，在本说明书中，在需要转换电压的情况下，能够适当地在交流电路添加变压器，在直流电路添加DC/DC转换器。另外，能够在不需要本说明书所记载的变压器、DC/DC转换器的情况下将其去除。本发明的技术范围与这些变压器、DC/DC转换器的有无、位置关系无关。
附图标记说明
1 发电设备
2 燃气轮机
3 旋转轴
4 交流电动机
5 交流发电机
6 直流电源
6a 二次电池
6b 电化学式燃料生成发电装置
6c 燃料电池
6d 太阳能电池
7 燃料贮存部
8 第一逆变器
10 整流器
11 整流器
12 电力系统
13 开闭器
14 变压器
16 电化学式燃料生成装置
17 燃料贮存部
18a、18d DC/DC转换器
20 第二逆变器
22 电力需求部
24 变压器
32、34、36、38、40、42(42a～42d)、44、46 开闭器
102 火力发电装置
103 二氧化碳回收系统
112 阴极
114 电解质
116 阳极
118 重整部
119 燃烧器
120 CO变换反应器
122 燃料贮存部
124 预备重整器
126 热交换器
128 阳极出口侧流路
130 燃料供给管线
140 废热回收锅炉
142 蒸汽轮机
144 发电机
146 烟囱
150 压缩机
170 阴极入口侧流路
176 阳极入口侧流路
178 旁通流路
202 压缩机
204 燃烧器
206 涡轮

Claims (19)

1.一种发电设备，其特征在于，
所述发电设备具备：
设备机器；
交流电动机，其用于使所述设备机器起动；
至少一个直流电源；以及
第一逆变器，其在所述至少一个直流电源与所述交流电动机之间、且所述至少一个直流电源与电力系统之间设置，
所述第一逆变器构成为能够将来自所述至少一个直流电源的直流电力转换为交流电力，并且将该交流电力选择性地向所述交流电动机或所述电力系统供给，
所述第一逆变器构成为，在所述设备机器的起动时，一边增加所述交流电力的频率一边向所述交流电动机供给所述交流电力，并且，在所述设备机器的起动时以外时，将所述交流电力以规定频率向所述电力系统供给。
2.根据权利要求1所述的发电设备，其特征在于，
所述发电设备还具备：
第一开闭器，其用于切换所述第一逆变器与所述电力系统的连接状态；
整流器，其在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器及所述第一开闭器并联设置，用于将来自所述电力系统的交流电力转换为直流电力；以及
第二开闭器，其在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器和所述第一开闭器并联设置，用于切换所述整流器与所述电力系统的连接状态，
所述至少一个直流电源包括构成为接受来自所述整流器的直流电流的二次电池或电化学式燃料生成发电装置。
3.根据权利要求1所述的发电设备，其特征在于，
所述发电设备具备：
交流发电机，其构成为由作为所述设备机器的原动机驱动，能够与所述电力系统相连；以及
整流器，其设置于所述直流电源与所述交流发电机之间，用于将来自所述交流发电机的交流电力转换为直流电力，
所述至少一个直流电源包括构成为接受来自所述整流器的直流电力的二次电池或电化学式燃料生成发电装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其特征在于，
所述发电设备具备在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器并联设置的第二逆变器，
所述第二逆变器构成为，在所述第一逆变器向所述交流电动机供给交流电流的期间，将来自所述直流电源的直流电力转换为交流电力并向与所述交流电动机不同的电力需求部供给。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其特征在于，
所述发电设备具备交流发电机，该交流发电机构成为由作为所述设备机器的原动机驱动，并与所述电力系统相连，
所述交流发电机构成为作为用于使所述原动机起动的所述交流电动机发挥功能。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其特征在于，
所述发电设备具备交流发电机，所述交流发电机构成为由作为所述设备机器的原动机驱动，并与所述电力系统相连，
所述交流发电机构成为被供给来自所述直流电源的直流电力以作为该交流发电机的励磁电力。
7.根据权利要求5所述的发电设备，其特征在于，
将所述交流发电机兼用作所述交流电动机。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其特征在于，
所述设备机器包括燃气轮机，
所述交流电动机构成为对所述燃气轮机进行驱动。
9.根据权利要求8所述的发电设备，其特征在于，
所述至少一个直流电源包括燃料电池，该燃料电池包括阳极、构成为被供给含有二氧化碳的气体的阴极、以及构成为使源自所述二氧化碳的碳酸根离子从所述阴极向所述阳极移动的电解质，
所述阴极构成为被供给来自所述燃气轮机的废气以作为所述含有二氧化碳的气体。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的发电设备，其特征在于，
所述发电设备还具备相对于所述至少一个直流电源并联设置的电化学式燃料生成装置。
11.一种发电设备的运转方法，所述发电设备包括设备机器、交流电动机、至少一个直流电源、以及第一逆变器，所述第一逆变器在所述直流电源与所述交流电动机之间、且所述直流电源与电力系统之间设置，其特征在于，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
通过所述至少一个直流电源生成直流电力；
通过所述第一逆变器将所述直流电力转换为交流电力；
从所述第一逆变器向所述交流电动机供给交流电力，以使所述设备机器起动；以及
在所述设备机器起动后，所述设备机器的运行中，从所述第一逆变器向所述电力系统供给交流电力，
在使所述设备机器起动的步骤中，借助于所述第一逆变器，一边增加所述交流电力的频率一边向所述交流电动机供给所述交流电力，
在向所述电力系统供给的步骤中，借助于所述第一逆变器，将所述交流电力以规定频率向所述电力系统供给。
12.根据权利要求11所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述发电设备还包括在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器并联设置的整流器，
所述至少一个直流电源包括二次电池或电化学式燃料生成发电装置，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
在所述设备机器的运行中，通过所述第一逆变器将来自所述至少一个直流电源的直流电力转换为交流电力，并将该交流电力向所述电力系统供给；以及
当在所述电力系统中电力需求降低至规定值以下时，通过所述整流器将来自所述电力系统的交流电力转换为直流电力，并将该直流电力向所述二次电池或所述电化学式燃料生成发电装置供给。
13.根据权利要求11所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述发电设备具备：交流发电机，其由作为所述设备机器的原动机驱动，并且与所述电力系统相连；以及整流器，其设置于所述直流电源与所述交流发电机之间，
所述至少一个直流电源包括二次电池或电化学式燃料生成发电装置，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
使所述交流发电机从所述电力系统解列；以及
在使所述交流发电机解列之后，在直至所述原动机停止为止的期间，将来自所述交流发电机的再生电力经由所述整流器向所述二次电池或所述电化学式燃料生成发电装置供给。
14.根据权利要求13所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述至少一个直流电源包括二次电池，
所述发电设备的运转方法还包括如下步骤：
在所述设备机器的运行中，在所述二次电池中维持所述再生电力量的空置容量。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述发电设备包括在所述直流电源与所述电力系统之间相对于所述第一逆变器并联设置的第二逆变器，
所述发电设备的运转方法还包括如下步骤：
在所述第一逆变器为了所述设备机器的起动而向所述交流电动机供给交流电流的期间，通过所述第二逆变器将来自所述直流电源的直流电力转换为交流电力并将该交流电力向与所述交流电动机不同的电力需求部供给。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述至少一个直流电源包括二次电池，
所述发电设备的运转方法包括如下步骤：
在所述设备机器的运行中，维持在所述二次电池中蓄积有所述设备机器的起动所需量的电力的状态。
17.根据权利要求16所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述至少一个直流电源还包括与所述二次电池不同的一个以上的电源，
在所述维持的步骤中，为了成为在所述二次电池中蓄积有所述设备机器的起动所需量的电力的状态，从所述一个以上的电源向所述二次电池供给电力。
18.根据权利要求17所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述一个以上的电源包括太阳能电池，
所述发电设备的运转方法还包括如下步骤：
预测所述太阳能电池的发电电力；以及
基于所述预测的步骤中的预测结果，确定所述维持的步骤中的从所述太阳能电池向所述二次电池供给的电力供给量。
19.根据权利要求11至14中任一项所述的发电设备的运转方法，其特征在于，
所述至少一个直流电源包括二次电池、以及与所述二次电池不同的一个以上的电源，
在使所述设备机器起动的步骤中，相对于在所述二次电池中蓄积的直流电力，优先使来自所述一个以上的电源的直流电力经由所述第一逆变器向所述交流电动机供给。
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